基本分页存储管理的概念(难)

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什么是分页存储

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重要的数据结构--页表

为了能知道进程的每个页面在内存中存放的位置,操作系统要为每个进程建立一张页表
注:页表通常存在PCB(进程控制块)中。

1.一个进程对应一张页表。
2.进程的每个页面对应一个页表项。
3.每个页表项由“页号”和“块号”组成。
4.页表记录进程页面和实际存放的内存块之间的映射关系

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重点重点重点
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由于页号隐含的,因此每个页表项占3B,存储整个页表至少需要3*(n+1)B。

注:页表项连续存放,因此页号可以是隐含的,不占存储空间(类比数组);

页表记录的只是内存块号,而不是内存块的起始地址!
J号内存块的起始地址 = J * 内存块大小

问题二:如何实现地址的转换

进程在内存中连续存放时,操作系统是如何实现逻辑地址到物理地址的转换的?
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将进程地址空间分页之后,操作系统该如何实现逻辑地址到物理地址的转换?
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子问题:如何确定一个逻辑地址对应的页号、页内偏移量?

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逻辑地址结构

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知识回顾与重要考点

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基本地址变换结构

重点理解、记忆基本地址变换机构(用于实现逻辑地址到物理地址的转换的一组硬件机构)的原理和流程。

基本地址变换机构可以借助进程的页表将逻辑地址转换为物理地址。
通常会在系统中设置一个页表寄存器(PTR),存放页表在内存中的起始地址F页表长度M
进程未执行时,页表的始址 和 页表的长度放在进程控制块(PCB)中,当进程被调度时,操作系统内核会把它们放到页表寄存器中。

注意:页面大小是2的整数幂
设页面大小为L,逻辑地址A到物理地址E的变换过程如下:
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对页表大小的进一步探讨

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知识回顾与重要考点

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具有快表的地址变换结构

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什么是快表(TLB)

快表,又称联想寄存器TLB,translation lookaside buffer),是一种访问速度比内存快很多的高速缓存(TLB不是内存!),用来存放最近访问的页表项的副本,可以加速地址变换的速度。与此对应,内存中的页表常称为慢表
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引入快表后,地址的变换过程

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局部性原理

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知识回顾与重要考点

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两级页表

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单级页表存在的问题

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如何解决单级页表的问题?

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两级页表的原理、地址结构

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如何实现地址变换

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需要注意的几个细节

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知识回顾与重要考点

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基本分段存储管理方式

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分段

进程的地址空间:按照程序自身的逻辑关系划分为若干个段,每个段都有一个段名(在低级语言中,程序员使用段i名来编程),每段从0开始编址

内存分配规则:以段为单位进行分配,每个段在内存中占据连续空间,但各段之间可以不相邻

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分段系统的逻辑地址结构由段号(段名)和段内地址(段内偏移量)所组成。如:
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段表

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地址变换

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分段、分页管理的对比

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知识回顾与重要考点

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段页式管理方式

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分页、分段的优缺点分析

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分段+分页 = 段页式管理

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段页式管理的逻辑地址结构

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段表、页表

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如何实现地址转换

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知识回顾与重要考点

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